高中生物一輪復(fù)習(xí)教案
發(fā)表時(shí)間:2021-03-01高考物理第一輪考點(diǎn)復(fù)習(xí)教案3。
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靜悟?qū)ёx提綱:(二)相互作用與牛頓運(yùn)動(dòng)定律
【考試說(shuō)明】
主題
內(nèi)容
要求
說(shuō)明
相互作用與牛頓運(yùn)動(dòng)定律
滑動(dòng)摩擦、靜摩擦、動(dòng)摩擦因數(shù)
形變、彈性、胡克定律
矢量和標(biāo)量
力的合成和分解
牛頓運(yùn)動(dòng)定律、牛頓定律的應(yīng)用
超重和失重
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅰ
包括共點(diǎn)力的平衡
【知識(shí)網(wǎng)絡(luò)一】
【例題】一質(zhì)量為m的小物體在水平拉力F的作用下,靜止在質(zhì)量為M的梯形木塊的左上方,梯形木塊在水平地面上保持靜止,如下圖所示,下列說(shuō)法正確的是(AC)
A.小物體可能僅受三個(gè)力的作用
B.梯形木塊與小物體之間的彈力可能為零
C.地面與梯形木塊之間的摩擦力大小為F
D.地面對(duì)梯形木塊的支持力大于(m+M)g
【例題】如圖所示,質(zhì)量為M的斜劈形物體放在水平地面上,質(zhì)量為m的粗糙物塊以某一初速度沿劈的粗糙斜面向上滑,至速度為零后又加速返回,而物體M始終保持靜止,則在物塊m上、下滑動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中(BCD)
A.地面對(duì)物體M的摩擦力先向左后向右
B.地面對(duì)物體M的摩擦力方向沒(méi)有改變
C.地面對(duì)物體M的支持力總小于
D.地面對(duì)物體M的摩擦力大小不同
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高考物理第一輪考點(diǎn)復(fù)習(xí)教案12
靜悟?qū)ёx提綱:(五)電場(chǎng)(選修3-1)
一、【考綱對(duì)本模塊的要求】
主體
內(nèi)容
要求靜
電
場(chǎng)
物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)、電荷守恒
Ⅰ
靜電現(xiàn)象的解釋
Ⅰ
點(diǎn)電荷
Ⅰ
庫(kù)侖定律
Ⅱ
靜電場(chǎng)
Ⅰ
電場(chǎng)強(qiáng)度、點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)
Ⅱ
電場(chǎng)線
Ⅰ
電勢(shì)能、電勢(shì)
Ⅰ
電勢(shì)差
Ⅱ
勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系。
Ⅰ
帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
Ⅱ
示波管
Ⅰ
常用的電容器
Ⅰ
電容器的電壓、電荷量和電容的關(guān)系
Ⅰ
二、【考試說(shuō)明解讀】
本章知識(shí)結(jié)構(gòu)
3.電場(chǎng)強(qiáng)度:電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量
習(xí)題1:如圖,在x軸上的x=-1和x=1兩點(diǎn)分別固定電荷量為-4Q和+9Q的點(diǎn)電荷。求:x軸上合場(chǎng)強(qiáng)為零的點(diǎn)的坐標(biāo)。并求在哪個(gè)范圍內(nèi)的場(chǎng)強(qiáng)沿x軸的正方向。
解答:由點(diǎn)電荷的的電場(chǎng)強(qiáng)度公式和疊加原理,得x=-3處的合場(chǎng)強(qiáng)為零,則在-1x-3)和x9范圍內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度沿x軸的正方向
M
N
P
a
b
左
右
習(xí)題2:圖中a.b是兩個(gè)點(diǎn)電荷,它們的電量分別為Q1.Q2,MN是ab連線的中垂線,P是中垂線上的一點(diǎn)。下列哪中情況能使P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向指向MN的左側(cè)?A.Q1.Q2都是正電荷,且Q1Q2
B.Q1是正電荷,Q2是負(fù)電荷,且Q1|Q2|
C.Q1是負(fù)電荷,Q2是正電荷,且|Q1|Q2
D.Q1.Q2都是負(fù)電荷,且|Q1||Q2|
答:ACD
4.電場(chǎng)線
要牢記以下5種常見(jiàn)的電場(chǎng)的電場(chǎng)線,特別注意等量同(異)種連線及其連線中垂線的特點(diǎn)
注意電場(chǎng)線的特點(diǎn)和電場(chǎng)線與等勢(shì)面間的關(guān)系:
①電場(chǎng)線的方向?yàn)樵擖c(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向,電場(chǎng)線的疏密表示場(chǎng)強(qiáng)的大小。②電場(chǎng)線互不相交。
習(xí)題:法拉第首先提出用電場(chǎng)線形象生動(dòng)地描繪電場(chǎng),
圖為點(diǎn)電荷a、b所形成電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布圖
以下說(shuō)法為中正確的是()
A.a(chǎn)、b為異種電荷,a帶電荷量大于b帶電量
B.a(chǎn)、b為異種電荷,a帶電荷量小于b帶電量
C.a(chǎn)、b為同種電荷,a帶電荷量大于b帶電量
D.a(chǎn)、b為同種電荷,a帶電荷量小于b帶電量
答:B
5.電場(chǎng)力做功、電勢(shì)、電勢(shì)能、電勢(shì)差及其關(guān)系
這是高考中經(jīng)??疾榈闹R(shí)點(diǎn),要重點(diǎn)掌握。填好以下圖,理解之間的關(guān)系
電勢(shì)、電勢(shì)能和電勢(shì)差分別是怎樣定義的?
電場(chǎng)力做功
電勢(shì)能
電勢(shì)
電勢(shì)差
W=ΔEP
習(xí)題:(09年山東卷)如圖所示,在x軸上關(guān)于原點(diǎn)O對(duì)稱的兩點(diǎn)固定放置等量異種點(diǎn)電荷+Q和-Q,x軸上的P點(diǎn)位于的右側(cè)。下列判斷正確的是:ACA.在x軸上還有一點(diǎn)與P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同
B.在x軸上還有兩點(diǎn)與P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同
C.若將一試探電荷+q從P點(diǎn)移至O點(diǎn),電勢(shì)能增大
D.若將一試探電荷+q從P點(diǎn)移至O點(diǎn),電勢(shì)能減小
6.勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)差間的關(guān)系
7.帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
(1)直線運(yùn)動(dòng)
習(xí)題1:一負(fù)電荷從電場(chǎng)中A點(diǎn)由靜止釋放,只受電場(chǎng)力作用,沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),它運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間圖象如右圖所示.則A、B兩點(diǎn)所在區(qū)域的電場(chǎng)線分布情況可能是下圖中的:A
(2)類平拋運(yùn)動(dòng):注意兩個(gè)推論,速度的偏角和位移偏角的關(guān)系
8.示波管
習(xí)題:如圖所示為示波管的原理圖,電子槍中熾熱的金屬絲可以發(fā)射電子,初速度很小,可視為零。電子槍的加速電壓為U1,緊挨著是偏轉(zhuǎn)電極YY和XX,偏轉(zhuǎn)電極的電壓為零時(shí),電子經(jīng)加速電壓加速后會(huì)打在熒光屏的正中間,圖示坐標(biāo)的O點(diǎn),若要電子打在圖示坐標(biāo)的第三象限,則:D
A.X、Y極板接電源的正極,X,、Y,接電源的負(fù)極
B.X、Y,極板接電源的正極,X,、Y接電源的負(fù)極
C.X,、Y極板接電源的正極,X、Y,接電源的負(fù)極
D.X,、Y,極板接電源的正極,X、Y接電源的負(fù)極
高考物理第一輪考點(diǎn)復(fù)習(xí)教案5
第二章直線運(yùn)動(dòng)
知識(shí)網(wǎng)絡(luò):
單元切塊:
按照考綱的要求,本章內(nèi)容可以分成三部分,即:基本概念、勻速直線運(yùn)動(dòng);勻變速直線運(yùn)動(dòng);運(yùn)動(dòng)圖象。其中重點(diǎn)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和應(yīng)用。難點(diǎn)是對(duì)基本概念的理解和對(duì)研究方法的把握。
基本概念勻速直線運(yùn)動(dòng)
知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)
一、基本概念
1、質(zhì)點(diǎn):用來(lái)代替物體、只有質(zhì)量而無(wú)形狀、體積的點(diǎn)。它是一種理想模型,物體簡(jiǎn)化為質(zhì)點(diǎn)的條件是物體的形狀、大小在所研究的問(wèn)題中可以忽略。
2、時(shí)刻:表示時(shí)間坐標(biāo)軸上的點(diǎn)即為時(shí)刻。例如幾秒初,幾秒末,幾秒時(shí)。
時(shí)間:前后兩時(shí)刻之差。時(shí)間坐標(biāo)軸上用線段表示時(shí)間,例如,前幾秒內(nèi)、第幾秒內(nèi)。
3、位置:表示空間坐標(biāo)的點(diǎn)。
位移:由起點(diǎn)指向終點(diǎn)的有向線段,位移是末位置與始位置之差,是矢量。
路程:物體運(yùn)動(dòng)軌跡之長(zhǎng),是標(biāo)量。
注意:位移與路程的區(qū)別.
4、速度:描述物體運(yùn)動(dòng)快慢和運(yùn)動(dòng)方向的物理量,是位移對(duì)時(shí)間的變化率,是矢量。
平均速度:在變速直線運(yùn)動(dòng)中,運(yùn)動(dòng)物體的位移和所用時(shí)間的比值,v=s/t(方向?yàn)槲灰频姆较颍?br>
瞬時(shí)速度:對(duì)應(yīng)于某一時(shí)刻(或某一位置)的速度,方向?yàn)槲矬w的運(yùn)動(dòng)方向。
速率:瞬時(shí)速度的大小即為速率;
平均速率:質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程與時(shí)間的比值,它的大小與相應(yīng)的平均速度之值可能不相同。
注意:平均速度的大小與平均速率的區(qū)別.
【例1】物體M從A運(yùn)動(dòng)到B,前半程平均速度為v1,后半程平均速度為v2,那么全程的平均速度是:()
A.(v1+v2)/2B.C.D.
解析:本題考查平均速度的概念。全程的平均速度,故正確答案為D
5、加速度:描述物體速度變化快慢的物理量,a=△v/△t(又叫速度的變化率),是矢量。a的方向只與△v的方向相同(即與合外力方向相同)。
點(diǎn)評(píng)1:
(1)加速度與速度沒(méi)有直接關(guān)系:加速度很大,速度可以很小、可以很大、也可以為零(某瞬時(shí));加速度很小,速度可以很小、可以很大、也可以為零(某瞬時(shí))。
(2)加速度與速度的變化量沒(méi)有直接關(guān)系:加速度很大,速度變化量可以很小、也可以很大;加速度很小,速度變化量可以很大、也可以很小。加速度是“變化率”——表示變化的快慢,不表示變化的大小。
點(diǎn)評(píng)2:物體是否作加速運(yùn)動(dòng),決定于加速度和速度的方向關(guān)系,而與加速度的大小無(wú)關(guān)。加速度的增大或減小只表示速度變化快慢程度增大或減小,不表示速度增大或減小。
(1)當(dāng)加速度方向與速度方向相同時(shí),物體作加速運(yùn)動(dòng),速度增大;若加速度增大,速度增大得越來(lái)越快;若加速度減小,速度增大得越來(lái)越慢(仍然增大)。
(2)當(dāng)加速度方向與速度方向相反時(shí),物體作減速運(yùn)動(dòng),速度減??;若加速度增大,速度減小得越來(lái)越快;若加速度減小,速度減小得越來(lái)越慢(仍然減小)。
【例2】一物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng),某時(shí)刻速度大小為4m/s,經(jīng)過(guò)1s后的速度的大小為10m/s,那么在這1s內(nèi),物體的加速度的大小可能為
解析:本題考查速度、加速度的矢量性。經(jīng)過(guò)1s后的速度的大小為10m/s,包括兩種可能的情況,一是速度方向和初速度方向仍相同,二是速度方向和初速度方向已經(jīng)相反。取初速度方向?yàn)檎较?,則1s后的速度為vt=10m/s或vt=-10m/s
由加速度的定義可得
m/s或m/s。
答案:6m/s或14m/s
點(diǎn)評(píng):對(duì)于一條直線上的矢量運(yùn)算,要注意選取正方向,將矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算。
6、運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性:只有在選定參考系之后才能確定物體是否在運(yùn)動(dòng)或作怎樣的運(yùn)動(dòng)。一般以地面上不動(dòng)的物體為參照物。
【例3】甲向南走100米的同時(shí),乙從同一地點(diǎn)出發(fā)向東也行走100米,若以乙為參考系,求甲的位移大小和方向?
解析:如圖所示,以乙的矢量末端為起點(diǎn),向甲的矢量末端作一條有向線段,即為甲相對(duì)乙的位移,由圖可知,甲相對(duì)乙的位移大小為m,方向,南偏西45°。
點(diǎn)評(píng):通過(guò)該例可以看出,要準(zhǔn)確描述物體的運(yùn)動(dòng),就必須選擇參考系,參考系選擇不同,物體的運(yùn)動(dòng)情況就不同。參考系的選取要以解題方便為原則。在具體題目中,要依據(jù)具體情況靈活選取。下面再舉一例。
【例4】某人劃船逆流而上,當(dāng)船經(jīng)過(guò)一橋時(shí),船上一小木塊掉在河水里,但一直航行至上游某處時(shí)此人才發(fā)現(xiàn),便立即返航追趕,當(dāng)他返航經(jīng)過(guò)1小時(shí)追上小木塊時(shí),發(fā)現(xiàn)小木塊距離橋有5400米遠(yuǎn),若此人向上和向下航行時(shí)船在靜水中前進(jìn)速率相等。試求河水的流速為多大?
解析:選水為參考系,小木塊是靜止的;相對(duì)水,船以恒定不變的速度運(yùn)動(dòng),到船“追上”小木塊,船往返運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等,各為1小時(shí);小橋相對(duì)水向上游運(yùn)動(dòng),到船“追上”小木塊,小橋向上游運(yùn)動(dòng)了位移5400m,時(shí)間為2小時(shí)。易得水的速度為0.75m/s。
二、勻速直線運(yùn)動(dòng)
1.定義:,即在任意相等的時(shí)間內(nèi)物體的位移相等.它是速度為恒矢量的運(yùn)動(dòng),加速度為零的直線運(yùn)動(dòng)。
2.圖像:勻速直線運(yùn)動(dòng)的s-t圖像為一直線:圖線的斜率在數(shù)值上等于物體的速度。
三、綜合例析
【例5】關(guān)于位移和路程,下列說(shuō)法中正確的是()
A.物體沿直線向某一方向運(yùn)動(dòng),通過(guò)的路程就是位移
B.物體沿直線向某一方向運(yùn)動(dòng),通過(guò)的路程等于位移的大小
C.物體通過(guò)一段路程,其位移可能為零
D.物體通過(guò)的路程可能不等,但位移可能相同
解析:位移是矢量,路程是標(biāo)量,不能說(shuō)這個(gè)標(biāo)量就是這個(gè)矢量,所以A錯(cuò),B正確.路程是物體運(yùn)動(dòng)軌跡的實(shí)際長(zhǎng)度,而位移是從物體運(yùn)動(dòng)的起始位置指向終止位置的有向線段,如果物體做的是單向直線運(yùn)動(dòng),路程就和位移的大小相等.如果物體在兩位置間沿不同的軌跡運(yùn)動(dòng),它們的位移相同,路程可能不同.如果物體從某位置開(kāi)始運(yùn)動(dòng),經(jīng)一段時(shí)間后回到起始位置,位移為零,但路程不為零,所以,CD正確.
【例6】關(guān)于速度和加速度的關(guān)系,下列說(shuō)法中正確的是()
A.速度變化越大,加速度就越大
B.速度變化越快,加速度越大
C.加速度大小不變,速度方向也保持不變
C.加速度大小不斷變小,速度大小也不斷變小
解析:根據(jù)可知,Δv越大,加速度不一定越大,速度變化越快,則表示越大,故加速度也越大,B正確.加速度和速度方向沒(méi)有直接聯(lián)系,加速度大小不變,速度方向可能不變,也可能改變.加速度大小變小,速度可以是不斷增大.故此題應(yīng)選B.
【例7】在與x軸平行的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,場(chǎng)強(qiáng)為E=1.0×106V/m,一帶電量q=1.0×10-8C、質(zhì)量m=2.5×10-3kg的物體在粗糙水平面上沿著x軸作勻速直線運(yùn)動(dòng),其位移與時(shí)間的關(guān)系是x=5-2t,式中x以m為單位,t以s為單位。從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到5s末物體所經(jīng)過(guò)的路程為m,位移為m。
解析:須注意本題第一問(wèn)要求的是路程;第二問(wèn)要求的是位移。
將x=5-2t和對(duì)照,可知該物體的初位置x0=5m,初速度v0=m/s,運(yùn)動(dòng)方向與位移正方向相反,即沿x軸負(fù)方向,因此從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到5s末物體所經(jīng)過(guò)的路程為10m,而位移為m。
【例8】某游艇勻速滑直線河流逆水航行,在某處丟失了一個(gè)救生圈,丟失后經(jīng)t秒才發(fā)現(xiàn),于是游艇立即返航去追趕,結(jié)果在丟失點(diǎn)下游距丟失點(diǎn)s米處追上,求水速.(水流速恒定,游艇往返的劃行速率不變)。
解析:以水為參照物(或救生圈為參照物),則游艇相對(duì)救生圈往返的位移大小相等,且游艇相對(duì)救生圈的速率也不變,故返航追上救生圈的時(shí)間也為t秒,從丟失到追上的時(shí)間為2t秒,在2t秒時(shí)間內(nèi),救生圈隨水運(yùn)動(dòng)了s米,故水速
思考:若游艇上的人發(fā)現(xiàn)丟失時(shí),救生圈距游艇s米,此時(shí)立即返航追趕,用了t秒鐘追上,求船速.
【例9】如圖所示為高速公路上用超聲測(cè)速儀測(cè)車速的示意圖,測(cè)速儀發(fā)出并接收超聲波脈沖信號(hào),根據(jù)發(fā)出和接收到信號(hào)間的時(shí)間差,測(cè)出被測(cè)物體速度,圖中P1、P2是測(cè)速儀發(fā)出的超聲波信號(hào),n1、n2分別是P1、P2被汽車反射回來(lái)的信號(hào),設(shè)測(cè)速儀勻速掃描,P1,P2之間的時(shí)間間隔Δt=1.0s,超聲波在空氣中傳播的速度是340m/s,若汽車是勻速行駛的,則根據(jù)圖B可知汽車在接收P1、P2兩個(gè)信號(hào)之間的時(shí)間內(nèi)前進(jìn)的距離是___m,汽車的速度是_____m/s.
解析:本題首先要看懂B圖中標(biāo)尺所記錄的時(shí)間每一小格相當(dāng)于多少:由于P1P2之間時(shí)間間隔為1.0s,標(biāo)尺記錄有30小格,故每小格為1/30s,其次應(yīng)看出汽車兩次接收(并反射)超聲波的時(shí)間間隔:P1發(fā)出后經(jīng)12/30s接收到汽車反射的超聲波,故在P1發(fā)出后經(jīng)6/30s被車接收,發(fā)出P1后,經(jīng)1s發(fā)射P2,可知汽車接到P1后,經(jīng)t1=1-6/30=24/30s發(fā)出P2,而從發(fā)出P2到汽車接收到P2并反射所歷時(shí)間為t2=4.5/30s,故汽車兩次接收到超聲波的時(shí)間間隔為t=t1+t2=28.5/30s,求出汽車兩次接收超聲波的位置之間間隔:s=(6/30-4.5/30)v聲=(1.5/30)×340=17m,故可算出v汽=s/t=17÷(28.5/30)=17.9m/s.
【例10】天文觀測(cè)表明,幾乎所有遠(yuǎn)處的恒星(或星系)都在以各自的速度遠(yuǎn)離我們而運(yùn)動(dòng),離我們?cè)竭h(yuǎn)的星體,背離我們運(yùn)動(dòng)的速度(稱為退行速度)越大;也就是說(shuō),宇宙在膨脹,不同星體的退行速度v和它們離我們的距離r成正比,即v=Hr,式中H為一恒量,稱為哈勃常數(shù),已由天文觀測(cè)測(cè)定。為解釋上述現(xiàn)象,有人提出一種理論,認(rèn)為宇宙是從一個(gè)爆炸的大火球開(kāi)始形成的,大爆炸后各星體即以各自不同的速度向外勻速運(yùn)動(dòng),并設(shè)想我們就位于其中心。由上述理論和天文觀測(cè)結(jié)果,可估算宇宙年齡T,其計(jì)算式為T(mén)=。根據(jù)近期觀測(cè),哈勃常數(shù)H=3×10-2m/s﹒光年,由此估算宇宙的年齡約為年。
解析:本題涉及關(guān)于宇宙形成的大爆炸理論,是天體物理學(xué)研究的前沿內(nèi)容,背景材料非常新穎,題中還給出了不少信息。題目描述的現(xiàn)象是:所有星體都在離我們而去,而且越遠(yuǎn)的速度越大。提供的一種理論是:宇宙是一個(gè)大火球爆炸形成的,爆炸后產(chǎn)生的星體向各個(gè)方向勻速運(yùn)動(dòng)。如何用該理論解釋呈現(xiàn)的現(xiàn)象?可以想一想:各星體原來(lái)同在一處,現(xiàn)在為什么有的星體遠(yuǎn),有的星體近?顯然是由于速度大的走得遠(yuǎn),速度小的走的近。所以距離遠(yuǎn)是由于速度大,v=Hr只是表示v與r的數(shù)量關(guān)系,并非表示速度大是由于距離遠(yuǎn)。
對(duì)任一星體,設(shè)速度為v,現(xiàn)在距我們?yōu)閞,則該星體運(yùn)動(dòng)r這一過(guò)程的時(shí)間T即為所要求的宇宙年齡,T=r/v
將題給條件v=Hr代入上式得宇宙年齡T=1/H
將哈勃常數(shù)H=3×10-2m/s光年代入上式,得T=1010年。
點(diǎn)評(píng):有不少考生遇到這類完全陌生的、很前沿的試題,對(duì)自己缺乏信心,認(rèn)為這樣的問(wèn)題自己從來(lái)沒(méi)見(jiàn)過(guò),老師也從來(lái)沒(méi)有講過(guò),不可能做出來(lái),因而采取放棄的態(tài)度。其實(shí)只要靜下心來(lái),進(jìn)入題目的情景中去,所用的物理知識(shí)卻是非常簡(jiǎn)單的。這類題搞清其中的因果關(guān)系是解題的關(guān)鍵。
四、針對(duì)訓(xùn)練
1.對(duì)于質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法中正確的是()
A.質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的加速度為零,則速度為零,速度變化也為零
B.質(zhì)點(diǎn)速度變化率越大,則加速度越大
C.質(zhì)點(diǎn)某時(shí)刻的加速度不為零,則該時(shí)刻的速度也不為零
D.質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的加速度越大,它的速度變化越大
2.某質(zhì)點(diǎn)做變速運(yùn)動(dòng),初始的速度為3m/s,經(jīng)3s速率仍為3m/s測(cè)()
A.如果該質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng),該質(zhì)點(diǎn)的加速度不可能為零
B.如果該質(zhì)點(diǎn)做勻變速直線運(yùn)動(dòng),該質(zhì)點(diǎn)的加速度一定為2m/s2
C.如果該質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng),該質(zhì)點(diǎn)的加速度可能為2m/s2
D.如果該質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng),該質(zhì)點(diǎn)的加速度可能為12m/s2
3.關(guān)于物體的運(yùn)動(dòng),不可能發(fā)生的是()
A.加速度大小逐漸減小,速度也逐漸減小
B.加速度方向不變,而速度方向改變
C.加速度和速度都在變化,加速度最大時(shí),速度最小
D.加速度為零時(shí),速度的變化率最大
4.兩木塊自左向右運(yùn)動(dòng),現(xiàn)用高速攝影機(jī)在同一底片上多次曝光,記錄下木塊每次曝光時(shí)的位置,如圖所示.連續(xù)兩次曝光的時(shí)間間隔是相等的.由圖可知()
A.在時(shí)刻t2以及時(shí)刻t5兩木塊速度相同
B.在時(shí)刻t3兩木塊速度相同
C.在時(shí)刻t3和時(shí)刻t4之間某瞬時(shí)兩木塊速度相同
D.在時(shí)刻t4和時(shí)刻t5之間某瞬時(shí)兩木塊速度相同
5.一輛汽車在一直線上運(yùn)動(dòng),第1s內(nèi)通過(guò)5m,第2s內(nèi)通過(guò)10m,第3s內(nèi)通過(guò)20m,4s內(nèi)通過(guò)5m,則最初兩秒的平均速度是m/s,最后兩秒的平均速度是__m/s,全部時(shí)間的平均速度是______m/s.
6.在離地面高h(yuǎn)處讓一球自由下落,與地面碰撞后反彈的速度是碰前3/5,碰撞時(shí)間為Δt,則球下落過(guò)程中的平均速度大小為_____,與地面碰撞過(guò)程中的平均加速度大小為_______。(不計(jì)空氣阻力).
7.物體以5m/s的初速度沿光滑斜槽向上做直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)4s滑回原處時(shí)速度大小仍為5m/s,則物體的速度變化為_____,加速度為_____.(規(guī)定初速度方向?yàn)檎较颍?br>
8.人們工作、學(xué)習(xí)和勞動(dòng)都需要能量,食物在人體內(nèi)經(jīng)消化過(guò)程轉(zhuǎn)化為葡萄糖,葡萄糖在體內(nèi)又轉(zhuǎn)化為CO2和H2O,同時(shí)產(chǎn)生能量E=2.80×106Jmol-1.一個(gè)質(zhì)量為60kg的短跑運(yùn)動(dòng)員起跑時(shí)以1/6s的時(shí)間沖出1m遠(yuǎn),他在這一瞬間內(nèi)消耗體內(nèi)儲(chǔ)存的葡萄糖質(zhì)量是多少?
參考答案:
1.B
2.BC
3.D
4.C
5.7.5;12.5;10
6.,
7.m/s;m/s2
8.0.28g
附:
知識(shí)點(diǎn)梳理
閱讀課本理解和完善下列知識(shí)要點(diǎn)
一、參考系
1.為了描述物體的運(yùn)動(dòng)而的物體叫參考系(或參照物)。
2.選取哪個(gè)物體作為參照物,常??紤]研究問(wèn)題的方便而定。研究地球上物體的運(yùn)動(dòng),一般來(lái)說(shuō)是取為參照物,對(duì)同一個(gè)運(yùn)動(dòng),取不同的參照物,觀察的結(jié)果可能不同。
3.運(yùn)動(dòng)學(xué)中的同一公式中所涉及的各物理量應(yīng)相對(duì)于同一參照物。如果沒(méi)有特別說(shuō)明,都是取地面為參照物。
二、質(zhì)點(diǎn)
1.定義:
2.物體簡(jiǎn)化為質(zhì)點(diǎn)的條件:
3.注意:同一物體,有時(shí)能被看作質(zhì)點(diǎn),有時(shí)就不能看作質(zhì)點(diǎn)。
三、時(shí)間和時(shí)刻
1.時(shí)刻;在時(shí)間軸上可用一個(gè)確定的點(diǎn)來(lái)表示,如“2s末”、“3s初”等。
2.時(shí)間:指兩個(gè)時(shí)刻之間的一段間隔,如“第三秒內(nèi)”、“10分鐘”等。
四、位移和路程
1.位移
①意義:位移是描述的物理量。
②定義:
③位移是矢量,有向線段的長(zhǎng)度表示位移大小,有向線段的方向表示位移的方向。
2.路程:路程是;路程是標(biāo)量,只有大小,沒(méi)有方向。
3.物體做運(yùn)動(dòng)時(shí),路程才與位移大小相等。在曲線運(yùn)動(dòng)中質(zhì)點(diǎn)的位移的大小一定路程。
五、速度和速率
1.速度
①速度是描述的物理量。速度是矢量,既有大小又又方向。
②瞬時(shí)速度:對(duì)應(yīng)或
的速度,簡(jiǎn)稱速度。瞬時(shí)速度的方向?yàn)樵摃r(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的方向。
③平均速度:定義式為,該式適用于運(yùn)動(dòng);而平均速度公式僅適用于運(yùn)動(dòng)。
平均速度對(duì)應(yīng)某一段時(shí)間(或某一段位移),平均速度的大小跟時(shí)間間隔的選取有關(guān),不同的階段平均速度一般不同,所以求平均速度時(shí),必須明確是求哪一段位移或哪一段時(shí)間內(nèi)的平均速度。
2.速率:瞬時(shí)速度的大小叫速率,速率是標(biāo)量,只有大小,沒(méi)有方向。
六、加速度
1.加速度是描述的物理量。
2.定義式:。
3.加速度是矢量,方向和方向相同。
4.加速度和速度的區(qū)別和聯(lián)系:
①加速度的大小和速度(填“有”或“無(wú)”)直接關(guān)系。質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)的速度大,加速度大;速度小,其加速度
??;速度為零,其加速度為零(填“一定”或“不一定”)。
②加速度的方向(填“一定”或“不一定”)和速度方向相同。質(zhì)點(diǎn)做加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),加速度與速度方向;質(zhì)點(diǎn)做減速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),加速度與速度方向;質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),加速度方向與初速度方向成某一角度。
③質(zhì)點(diǎn)做加速運(yùn)動(dòng)還是減速運(yùn)動(dòng),取決于加速度的和速度的關(guān)系,與加速度的無(wú)關(guān)。
七、勻速直線運(yùn)動(dòng)
1.定義:
叫勻速直線運(yùn)動(dòng)。
2.速度公式:
鞏固訓(xùn)練
1.兩輛汽車在平直的公路上行駛,甲車內(nèi)一個(gè)人看見(jiàn)窗外樹(shù)木向東移動(dòng),乙車內(nèi)一個(gè)人發(fā)現(xiàn)甲車沒(méi)有運(yùn)動(dòng),如果以大地為參照物,上述事實(shí)說(shuō)明…………………………()
A.甲車向西運(yùn)動(dòng),乙車不動(dòng)
B.乙車向西運(yùn)動(dòng),甲車不動(dòng)
C.甲車向西運(yùn)動(dòng),乙車向東運(yùn)動(dòng)
D.甲、乙兩車以相同的速度同時(shí)向西運(yùn)動(dòng)
2.某物體沿著半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)一周的過(guò)程中,最大路程為,最大位移為。
3.物體做直線運(yùn)動(dòng),若在前一半時(shí)間是速度為v1的勻速運(yùn)動(dòng),后一半時(shí)間是速度為v2的勻速運(yùn)動(dòng),則整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的平均速度大小是;若在前一半路程是速度為v1的勻速運(yùn)動(dòng),后一半路程是速度為v2的勻速運(yùn)動(dòng),則整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的平均速度大小是。
4.下列說(shuō)法中正確的是…………………()
A.物體有恒定速率時(shí),其速度仍可能有變化
B.物體有恒定速度時(shí),其速率仍可能有變化
C.物體的加速度不為零時(shí),其速度可能為零
D.物體具有沿x軸正向的加速度時(shí),可能具有沿x軸負(fù)向的速度
5.一架飛機(jī)水平勻速地在某同學(xué)頭頂飛過(guò),當(dāng)他聽(tīng)到飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)聲從頭頂正上方傳來(lái)時(shí),發(fā)現(xiàn)飛機(jī)在他前上方約與地面成60°角的方向上,據(jù)此可估算出此飛機(jī)的速度約為聲速的_____倍
6.下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的說(shuō)法中,正確的是…()
A.質(zhì)點(diǎn)是非常小的點(diǎn);B.研究一輛汽車過(guò)某一路標(biāo)所需時(shí)間時(shí),可以把汽車看成質(zhì)點(diǎn);C.研究自行車運(yùn)動(dòng)時(shí),由于車輪在轉(zhuǎn)動(dòng),所以無(wú)論研究哪方面,自行車都不能視為質(zhì)點(diǎn);D.地球雖大,且有自轉(zhuǎn),但有時(shí)仍可被視為質(zhì)點(diǎn)
7.下列說(shuō)法中正確的是…………………()
A.位移大小和路程不一定相等,所以位移才不等于路程;B.位移的大小等于路程,方向由起點(diǎn)指向終點(diǎn);C.位移取決于始末位置,路程取決于實(shí)際運(yùn)動(dòng)路線;
D.位移描述直線運(yùn)動(dòng),是矢量;路程描述曲線運(yùn)動(dòng),是標(biāo)量。
8.下列說(shuō)法中正確的是…………………()
A.質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的加速度為0,則速度為0,速度變化也為0;B.質(zhì)點(diǎn)速度變化越慢,加速度越?。籆.質(zhì)點(diǎn)某時(shí)刻的加速度不為0,則該時(shí)刻的速度也不為0;D.質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的加速度越大,它的速度變化也越大。
9.某同學(xué)在百米比賽中,經(jīng)50m處的速度為10.2m/s,10s末以10.8m/s沖過(guò)終點(diǎn),他的百米平均速度大小為m/s。
教學(xué)后記
運(yùn)動(dòng)學(xué)涉及到的公式很多,而且運(yùn)動(dòng)學(xué)是在高一第一學(xué)期就已經(jīng)學(xué)過(guò),時(shí)間比較長(zhǎng)了,很多推論學(xué)生都差不多忘了,運(yùn)用起來(lái)會(huì)亂套,特別是對(duì)基礎(chǔ)不是很好的學(xué)生。對(duì)成績(jī)好的學(xué)生來(lái)講,運(yùn)動(dòng)學(xué)是比較簡(jiǎn)單的,關(guān)鍵是要讓學(xué)生培養(yǎng)一題多解的思想,并且能夠在解題時(shí)選擇最簡(jiǎn)單的方法來(lái)解。運(yùn)動(dòng)學(xué)在高考中單獨(dú)考查的不多,主要是很力學(xué)電磁學(xué)綜合出現(xiàn),因此,第一輪復(fù)習(xí)關(guān)鍵復(fù)習(xí)基本公式及靈活運(yùn)用,為在綜合解題做準(zhǔn)備。
勻變速直線運(yùn)動(dòng)
一、勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式
1.常用公式有以下四個(gè)
點(diǎn)評(píng):
(1)以上四個(gè)公式中共有五個(gè)物理量:s、t、a、v0、vt,這五個(gè)物理量中只有三個(gè)是獨(dú)立的,可以任意選定。只要其中三個(gè)物理量確定之后,另外兩個(gè)就唯一確定了。每個(gè)公式中只有其中的四個(gè)物理量,當(dāng)已知某三個(gè)而要求另一個(gè)時(shí),往往選定一個(gè)公式就可以了。如果兩個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)有三個(gè)物理量對(duì)應(yīng)相等,那么另外的兩個(gè)物理量也一定對(duì)應(yīng)相等。
(2)以上五個(gè)物理量中,除時(shí)間t外,s、v0、vt、a均為矢量。一般以v0的方向?yàn)檎较?,以t=0時(shí)刻的位移為零,這時(shí)s、vt和a的正負(fù)就都有了確定的物理意義。
2.勻變速直線運(yùn)動(dòng)中幾個(gè)常用的結(jié)論
(1)Δs=aT2,即任意相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移之差相等??梢酝茝V到
sm-sn=(m-n)aT2
(2),某段時(shí)間的中間時(shí)刻的即時(shí)速度等于該段時(shí)間內(nèi)的平均速度。
,某段位移的中間位置的即時(shí)速度公式(不等于該段位移內(nèi)的平均速度)。
可以證明,無(wú)論勻加速還是勻減速,都有。
點(diǎn)評(píng):運(yùn)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度公式解題,往往會(huì)使求解過(guò)程變得非常簡(jiǎn)捷,因此,要對(duì)該公式給與高度的關(guān)注。
3.初速度為零(或末速度為零)的勻變速直線運(yùn)動(dòng)
做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體,如果初速度為零,或者末速度為零,那么公式都可簡(jiǎn)化為:
,,,
以上各式都是單項(xiàng)式,因此可以方便地找到各物理量間的比例關(guān)系。
4.初速為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)
(1)前1秒、前2秒、前3秒……內(nèi)的位移之比為1∶4∶9∶……
(2)第1秒、第2秒、第3秒……內(nèi)的位移之比為1∶3∶5∶……
(3)前1米、前2米、前3米……所用的時(shí)間之比為1∶∶∶……
(4)第1米、第2米、第3米……所用的時(shí)間之比為1∶∶()∶……
對(duì)末速為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng),可以相應(yīng)的運(yùn)用這些規(guī)律。
5.一種典型的運(yùn)動(dòng)
經(jīng)常會(huì)遇到這樣的問(wèn)題:物體由靜止開(kāi)始先做勻加速直線運(yùn)動(dòng),緊接著又做勻減速直線運(yùn)動(dòng)到靜止。用右圖描述該過(guò)程,可以得出以下結(jié)論:
(1)
(2)
6、解題方法指導(dǎo):
解題步驟:
(1)根據(jù)題意,確定研究對(duì)象。
(2)明確物體作什么運(yùn)動(dòng),并且畫(huà)出運(yùn)動(dòng)示意圖。
(3)分析研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)過(guò)程及特點(diǎn),合理選擇公式,注意多個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的聯(lián)系。
(4)確定正方向,列方程求解。
(5)對(duì)結(jié)果進(jìn)行討論、驗(yàn)算。
解題方法:
(1)公式解析法:假設(shè)未知數(shù),建立方程組。本章公式多,且相互聯(lián)系,一題常有多種解法。要熟記每個(gè)公式的特點(diǎn)及相關(guān)物理量。
(2)圖象法:如用v—t圖可以求出某段時(shí)間的位移大小、可以比較vt/2與vS/2,以及追及問(wèn)題。用s—t圖可求出任意時(shí)間內(nèi)的平均速度。
(3)比例法:用已知的討論,用比例的性質(zhì)求解。
(4)極值法:用二次函數(shù)配方求極值,追趕問(wèn)題用得多。
(5)逆向思維法:如勻減速直線運(yùn)動(dòng)可視為反方向的勻加速直線運(yùn)動(dòng)來(lái)求解。
綜合應(yīng)用例析
【例1】在光滑的水平面上靜止一物體,現(xiàn)以水平恒力甲推此物體,作用一段時(shí)間后換成相反方向的水平恒力乙推物體,當(dāng)恒力乙作用時(shí)間與恒力甲的作用時(shí)間相同時(shí),物體恰好回到原處,此時(shí)物體的速度為v2,若撤去恒力甲的瞬間物體的速度為v1,則v2∶v1=?
解析:解決此題的關(guān)鍵是:弄清過(guò)程中兩力的位移關(guān)系,因此畫(huà)出過(guò)程草圖(如圖5),標(biāo)明位移,對(duì)解題有很大幫助。
通過(guò)上圖,很容易得到以下信息:
,而,得v2∶v1=2∶1
思考:在例1中,F(xiàn)1、F2大小之比為多少?(答案:1∶3)
點(diǎn)評(píng):特別要注意速度的方向性。平均速度公式和加速度定義式中的速度都是矢量,要考慮方向。本題中以返回速度v1方向?yàn)檎?,因此,末速度v2為負(fù)。
【例2】?jī)赡緣K自左向右運(yùn)動(dòng),現(xiàn)用高速攝影機(jī)在同一底片上多次曝光,記錄下木塊每次曝光時(shí)的位置,如圖所示,連續(xù)兩次曝光的時(shí)間間隔是相等的,由圖可知
A.在時(shí)刻t2以及時(shí)刻t5兩木塊速度相同
B.在時(shí)刻t1兩木塊速度相同
C.在時(shí)刻t3和時(shí)刻t4之間某瞬間兩木塊速度相同
D.在時(shí)刻t4和時(shí)刻t5之間某瞬時(shí)兩木塊速度相同
解析:首先由圖看出:上邊那個(gè)物體相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移之差為恒量,可以判定其做勻變速直線運(yùn)動(dòng);下邊那個(gè)物體明顯地是做勻速運(yùn)動(dòng)。由于t2及t5時(shí)刻兩物體位置相同,說(shuō)明這段時(shí)間內(nèi)它們的位移相等,因此其中間時(shí)刻的即時(shí)速度相等,這個(gè)中間時(shí)刻顯然在t3、t4之間,因此本題選C。
【例3】在與x軸平行的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,一帶電量q=1.0×10-8C、質(zhì)量m=2.5×10-3kg的物體在光滑水平面上沿著x軸作直線運(yùn)動(dòng),其位移與時(shí)間的關(guān)系是x=0.16t-0.02t2,式中x以m為單位,t以s為單位。從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到5s末物體所經(jīng)過(guò)的路程為m,克服電場(chǎng)力所做的功為J。
解析:須注意:本題第一問(wèn)要求的是路程;第二問(wèn)求功,要用到的是位移。
將x=0.16t-0.02t2和對(duì)照,可知該物體的初速度v0=0.16m/s,加速度大小a=0.04m/s2,方向跟速度方向相反。由v0=at可知在4s末物體速度減小到零,然后反向做勻加速運(yùn)動(dòng),末速度大小v5=0.04m/s。前4s內(nèi)位移大小,第5s內(nèi)位移大小,因此從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到5s末物體所經(jīng)過(guò)的路程為0.34m,而位移大小為0.30m,克服電場(chǎng)力做的功W=mas5=3×10-5J。
【例4】一輛汽車沿平直公路從甲站開(kāi)往乙站,起動(dòng)加速度為2m/s2,加速行駛5秒,后勻速行駛2分鐘,然后剎車,滑行50m,正好到達(dá)乙站,求汽車從甲站到乙站的平均速度?
解析:起動(dòng)階段行駛位移為:
s1=……(1)
勻速行駛的速度為:v=at1……(2)
勻速行駛的位移為:s2=vt2……(3)
剎車段的時(shí)間為:s3=……(4)
汽車從甲站到乙站的平均速度為:
=
【例5】汽車以加速度為2m/s2的加速度由靜止開(kāi)始作勻加速直線運(yùn)動(dòng),求汽車第5秒內(nèi)的平均速度?
解析:此題有三解法:
(1)用平均速度的定義求:
第5秒內(nèi)的位移為:s=at52-at42=9(m)
第5秒內(nèi)的平均速度為:v===9m/s
(2)用推論v=(v0+vt)/2求:v==m/s=9m/s
(3)用推論v=vt/2求。第5秒內(nèi)的平均速度等于4.5s時(shí)的瞬時(shí)速度:
v=v4.5=a4.5=9m/s
【例6】一物體由斜面頂端由靜止開(kāi)始勻加速下滑,最初的3秒內(nèi)的位移為s1,最后3秒內(nèi)的位移為s2,若s2-s1=6米,s1∶s2=3∶7,求斜面的長(zhǎng)度為多少?
解析:設(shè)斜面長(zhǎng)為s,加速度為a,沿斜面下滑的總時(shí)間為t。則:
斜面長(zhǎng):s=at2……(1)
前3秒內(nèi)的位移:s1=at12……(2)
后3秒內(nèi)的位移:s2=s-a(t-3)2……(3)
s2-s1=6……(4)
s1∶s2=3∶7……(5)
解(1)—(5)得:a=1m/s2t=5ss=12.5m
【例7】物塊以v0=4米/秒的速度滑上光滑的斜面,途經(jīng)A、B兩點(diǎn),已知在A點(diǎn)時(shí)的速度是B點(diǎn)時(shí)的速度的2倍,由B點(diǎn)再經(jīng)0.5秒物塊滑到斜面頂點(diǎn)C速度變?yōu)榱?,A、B相距0.75米,求斜面的長(zhǎng)度及物體由D運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間?
解析:物塊作勻減速直線運(yùn)動(dòng)。設(shè)A點(diǎn)速度為VA、B點(diǎn)速度VB,加速度為a,斜面長(zhǎng)為S。
A到B:vB2vA2=2asAB……(1)
vA=2vB……(2)
B到C:0=vB+at0……..(3)
解(1)(2)(3)得:vB=1m/s
a=2m/s2
D到C0v02=2as……(4)
s=4m
從D運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間:
D到B:vB=v0+at1t1=1.5秒
D到C再回到B:t2=t1+2t0=1.5+20.5=2.5(s)
【例8】一質(zhì)點(diǎn)沿AD直線作勻加速直線運(yùn)動(dòng),如圖,測(cè)得它在AB、BC、CD三段的時(shí)間均為t,測(cè)得位移AC=L1,BD=L2,試求質(zhì)點(diǎn)的加速度?
解析:設(shè)AB=s1、BC=s2、CD=s3則:
s2s1=at2s3s2=at2
兩式相加:s3s1=2at2
由圖可知:L2L1=(s3+s2)(s2+s1)=s3s1
則:a=
【例9】一質(zhì)點(diǎn)由A點(diǎn)出發(fā)沿直線AB運(yùn)動(dòng),行程的第一部分是加速度為a1的勻加速運(yùn)動(dòng),接著做加速度為a2的勻減速直線運(yùn)動(dòng),抵達(dá)B點(diǎn)時(shí)恰好靜止,如果AB的總長(zhǎng)度為s,試求質(zhì)點(diǎn)走完AB全程所用的時(shí)間t?
解析:設(shè)質(zhì)點(diǎn)的最大速度為v,前、后兩段運(yùn)動(dòng)過(guò)程及全過(guò)程的平均速度相等,均為。
全過(guò)程:s=……(1)
勻加速過(guò)程:v=a1t1……(2)
勻減速過(guò)程:v=a2t2……(3)
由(2)(3)得:t1=代入(1)得:
s=s=
將v代入(1)得:
t=
【例10】一個(gè)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體,連續(xù)通過(guò)兩段長(zhǎng)為s的位移所用的時(shí)間分別為t1、t2,求物體的加速度?
解析:
方法一:
設(shè)前段位移的初速度為v0,加速度為a,則:
前一段s:s=v0t1+……(1)
全過(guò)程2s:2s=v0(t1+t2)+……(2)
消去v0得:a=
方法二:
設(shè)前一段時(shí)間t1的中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度為v1,后一段時(shí)間t2的中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度為v2。所以:
v1=……(1)v2=……(2)
v2=v1+a()……(3)解(1)(2)(3)得相同結(jié)果。
方法三:
設(shè)前一段位移的初速度為v0,末速度為v,加速度為a。
前一段s:s=v0t1+……(1)
后一段s:s=vt2+……(2)
v=v0+at……(3)解(1)(2)(3)得相同結(jié)果。
二、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特例
1.自由落體運(yùn)動(dòng)
物體由靜止開(kāi)始,只在重力作用下的運(yùn)動(dòng)。
(1)特點(diǎn):加速度為g,初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。
(2)規(guī)律:vt=gth=gt2vt2=2gh
2.豎直上拋運(yùn)動(dòng)
物體以某一初速度豎直向上拋出,只在重力作用下的運(yùn)動(dòng)。
(1)特點(diǎn):初速度為v0,加速度為-g的勻變速直線運(yùn)動(dòng)。
(2)規(guī)律:vt=v0-gth=v0t-gt2vt2-v02=-2gh
上升時(shí)間,下降到拋出點(diǎn)的時(shí)間,上升最大高度
(3)處理方法:
一是將豎直上拋運(yùn)動(dòng)全過(guò)程分為上升和下降兩個(gè)階段來(lái)處理,要注意兩個(gè)階段運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性。
二是將豎直上拋運(yùn)動(dòng)全過(guò)程視為初速度為v0,加速度為-g的勻減速直線運(yùn)動(dòng)
綜合應(yīng)用例析
【例11】(1999年高考全國(guó)卷)一跳水運(yùn)動(dòng)員從離水面10m高的平臺(tái)上向上躍起,舉雙臂直體離開(kāi)臺(tái)面,此時(shí)其重心位于從手到腳全長(zhǎng)的中點(diǎn),躍起后重心升高0.45m達(dá)到最高點(diǎn),落水時(shí)身體豎直,手先入水(在此過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員水平方向的運(yùn)動(dòng)忽略不計(jì))從離開(kāi)跳臺(tái)到手觸水面,他可用于完成空中動(dòng)作的時(shí)間是______s。(計(jì)算時(shí),可以把運(yùn)動(dòng)員看作全部質(zhì)量集中在重心的一個(gè)質(zhì)點(diǎn),g取10m/s2,結(jié)果保留二位數(shù))
解析:運(yùn)動(dòng)員的跳水過(guò)程是一個(gè)很復(fù)雜的過(guò)程,主要是豎直方向的上下運(yùn)動(dòng),但也有水平方向的運(yùn)動(dòng),更有運(yùn)動(dòng)員做的各種動(dòng)作。構(gòu)建運(yùn)動(dòng)模型,應(yīng)抓主要因素?,F(xiàn)在要討論的是運(yùn)動(dòng)員在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間,這個(gè)時(shí)間從根本上講與運(yùn)動(dòng)員所作的各種動(dòng)作以及水平運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān),應(yīng)由豎直運(yùn)動(dòng)決定,因此忽略運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作,把運(yùn)動(dòng)員當(dāng)成一個(gè)質(zhì)點(diǎn),同時(shí)忽略他的水平運(yùn)動(dòng)。當(dāng)然,這兩點(diǎn)題目都作了說(shuō)明,所以一定程度上“建?!钡囊笠呀?jīng)有所降低,但我們應(yīng)該理解這樣處理的原因。這樣,我們把問(wèn)題提煉成了質(zhì)點(diǎn)作豎直上拋運(yùn)動(dòng)的物理模型。
在定性地把握住物理模型之后,應(yīng)把這個(gè)模型細(xì)化,使之更清晰。可畫(huà)出如圖所示的示意圖。由圖可知,運(yùn)動(dòng)員作豎直上拋運(yùn)動(dòng),上升高度h,即題中的0.45m;從最高點(diǎn)下降到手觸到水面,下降的高度為H,由圖中H、h、10m三者的關(guān)系可知H=10.45m。
由于初速未知,所以應(yīng)分段處理該運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)員躍起上升的時(shí)間為:s
從最高點(diǎn)下落至手觸水面,所需的時(shí)間為:s
所以運(yùn)動(dòng)員在空中用于完成動(dòng)作的時(shí)間約為:=1.7s
點(diǎn)評(píng):構(gòu)建物理模型時(shí),要重視理想化方法的應(yīng)用,要養(yǎng)成化示意圖的習(xí)慣。
【例12】如圖所示是我國(guó)某優(yōu)秀跳水運(yùn)動(dòng)員在跳臺(tái)上騰空而起的英姿.跳臺(tái)距水面高度為10m,此時(shí)她恰好到達(dá)最高位置,估計(jì)此時(shí)她的重心離跳臺(tái)臺(tái)面的高度為1m,當(dāng)她下降到手觸及水面時(shí)要伸直雙臂做一個(gè)翻掌壓水花的動(dòng)作,這時(shí)她的重心離水面也是1m.(取g=10m/s2)求:
(1)從最高點(diǎn)到手觸及水面的過(guò)程中其重心可以看作是自由落體運(yùn)動(dòng),她在空中完成一系列動(dòng)作可利用的時(shí)間為多長(zhǎng)?
(2)忽略運(yùn)動(dòng)員進(jìn)入水面過(guò)程中受力的變化,入水之后,她的重心能下沉到離水面約2.5m處,試估算水對(duì)她的平均阻力約是她自身重力的幾倍?
解析:(1)這段時(shí)間人重心下降高度為10m
空中動(dòng)作時(shí)間t=
代入數(shù)據(jù)得t=s=1.4s
(2)運(yùn)動(dòng)員重心入水前下降高度h+Δh=11m
據(jù)動(dòng)能定理mg(h+Δh+h水)=fh水
整理并代入數(shù)據(jù)得=5.4
三、針對(duì)訓(xùn)練
1.騎自行車的人沿著直線從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)后,在第1s、2s、3s、4s內(nèi),通過(guò)的路程分別為1m、2m、3m、4m,有關(guān)其運(yùn)動(dòng)的描述正確的是
A.4s內(nèi)的平均速度是2.5m/s
B.在第3、4s內(nèi)平均速度是3.5m/s
C.第3s末的即時(shí)速度一定是3m/s
D.該運(yùn)動(dòng)一定是勻加速直線運(yùn)動(dòng)
2.汽車以20m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng),剎車后的加速度為5m/s2,那么開(kāi)始剎車后2s與開(kāi)始剎車后6s汽車通過(guò)的位移之比為
A.1∶4B.3∶5C.3∶4D.5∶9
3.有一個(gè)物體開(kāi)始時(shí)靜止在O點(diǎn),先使它向東做勻加速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)5s,使它的加速度方向立即改為向西,加速度的大小不改變,再經(jīng)過(guò)5s,又使它的加速度方向改為向東,但加速度大小不改變,如此重復(fù)共歷時(shí)20s,則這段時(shí)間內(nèi)
A.物體運(yùn)動(dòng)方向時(shí)而向東時(shí)而向西
B.物體最后靜止在O點(diǎn)
C.物體運(yùn)動(dòng)時(shí)快時(shí)慢,一直向東運(yùn)動(dòng)
D.物體速度一直在增大
4.物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng),某時(shí)刻速度的大小為4m/s,1s后速度的大小變?yōu)?0m/s,關(guān)于該物體在這1s內(nèi)的位移和加速度大小有下列說(shuō)法
①位移的大小可能小于4m
②位移的大小可能大于10m
③加速度的大小可能小于4m/s2
④加速度的大小可能大于10m/s2
其中正確的說(shuō)法是
A.②④B.①④C.②③D.①③
5.物體從斜面頂端由靜止開(kāi)始滑下,經(jīng)ts到達(dá)中點(diǎn),則物體從斜面頂端到底端
共用時(shí)間為
A.sB.sC.2tsD.ts
6.做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體,先后經(jīng)過(guò)A、B兩點(diǎn)時(shí)的速度分別為v和7v,經(jīng)
歷的時(shí)間為t,則
A.前半程速度增加3.5v
B.前時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移為11vt/4
C.后時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移為11vt/4
D.后半程速度增加3v
7.一觀察者站在第一節(jié)車廂前端,當(dāng)列車從靜止開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)
A.每節(jié)車廂末端經(jīng)過(guò)觀察者的速度之比是1∶∶∶…∶
B.每節(jié)車廂末端經(jīng)過(guò)觀察者的時(shí)間之比是1∶3∶5∶…∶n
C.在相等時(shí)間里經(jīng)過(guò)觀察者的車廂數(shù)之比是1∶3∶5∶…
D.在相等時(shí)間里經(jīng)過(guò)觀察者的車廂數(shù)之比是1∶2∶3∶…
8.汽車A在紅綠燈前停住,綠燈亮起時(shí)起動(dòng),以0.4m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)30s后以該時(shí)刻的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng).設(shè)在綠燈亮的同時(shí),汽車B以8m/s的速度從A車旁邊駛過(guò),且一直以相同速度做勻速直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)方向與A車相同,則從綠燈亮?xí)r開(kāi)始
A.A車在加速過(guò)程中與B車相遇
B.A、B相遇時(shí)速度相同
C.相遇時(shí)A車做勻速運(yùn)動(dòng)
D.兩車不可能再次相遇
9.做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的火車,車頭通過(guò)路基旁某電線桿時(shí)的速度是v1,車尾通過(guò)該電線桿時(shí)的速度是v2,那么,火車中心位置經(jīng)過(guò)此電線桿時(shí)的速度是_______.
10.一物體由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),在第49s內(nèi)位移是48.5m,則它在第60s內(nèi)位移是_______m.
11.一物體初速度為零,先以大小為a1的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng),后以大小為a2的加速度做勻減速運(yùn)動(dòng)直到靜止.整個(gè)過(guò)程中物體的位移大小為s,則此物體在該直線運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度為_(kāi)______.
12.如圖所示為用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度的實(shí)驗(yàn)時(shí)記錄下的一條紙帶.紙帶上選取1、2、3、4、5各點(diǎn)為記數(shù)點(diǎn),將直尺靠在紙帶邊,零刻度與紙帶上某一點(diǎn)0對(duì)齊.由0到1、2、3…點(diǎn)的距離分別用d1、d2、d3…表示,測(cè)量出d1、d2、d3…的值,填入表中.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率為50Hz,由測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算出小車的加速度a和紙帶上打下點(diǎn)3時(shí)小車的速度v3,并說(shuō)明加速度的方向.
距離d1d2d3d4d5
測(cè)量值(cm)
加速度大小a=_______m/s2,方向_______,小車在點(diǎn)3時(shí)的速度大小v3=_______m/s.
13.一物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng),初速度為0.5m/s,第7s內(nèi)的位移比第5s內(nèi)的位移多4m,求:
(1)物體的加速度.
(2)物體在5s內(nèi)的位移.
14.某航空公司的一架客機(jī),在正常航線上做水平飛行時(shí),突然受到強(qiáng)大的垂直氣流的作用,使飛機(jī)在10s內(nèi)下降高度為1800m,造成眾多乘客和機(jī)組人員的傷害事故,如果只研究在豎直方向上的運(yùn)動(dòng),且假設(shè)這一運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng).
(1)求飛機(jī)在豎直方向上產(chǎn)生的加速度多大?
(2)試估算成年乘客所系安全帶必須提供多大拉力才能使乘客不脫離座椅.(g取10m/s2)
15.如圖,一長(zhǎng)為l的長(zhǎng)方形木塊可在傾角為a的斜面上無(wú)摩擦地滑下,連續(xù)經(jīng)過(guò)1、2兩點(diǎn),1、2之間有一距離,物塊通過(guò)1、2兩點(diǎn)所用時(shí)間分別為t1和t2,那么物塊前端P在1、2之間運(yùn)動(dòng)所需時(shí)間為多少?
參考答案
1.AB
2.C
3.C
4.B
5.A
6.C
7.AC
8.C
9.
10.59.5
11.vm=
12.0.58;與運(yùn)動(dòng)方向相反;0.13
13.利用相鄰的相等時(shí)間里的位移差公式:Δs=aT2,知Δs=4m,T=1s.a=
=m/s2=2m/s2.再用位移公式可求得s5=v0t+at2=(0.5×5+×2×52)m=27.5m
14.由s=at2及:a=m/s2=36m/s2.
由牛頓第二定律:F+mg=ma得F=m(a-g)=1560N,成年乘客的質(zhì)量可取45kg~65kg,因此,F(xiàn)相應(yīng)的值為1170N~1690N
15.設(shè)P端通過(guò)1后時(shí)刻速度為v1′,通過(guò)2后時(shí)刻速度為v2′,由勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律有:v1′=,v2′=.物體運(yùn)動(dòng)的加速度為a=gsinα,=又t1-1′=,t2-2′=,故t12=t1-1′-t2-2′+=
教學(xué)隨感
運(yùn)變速直線運(yùn)動(dòng)重點(diǎn)是讓學(xué)生記住公式及推論,并且注意培養(yǎng)學(xué)生可逆思維和一題多解的思維,為后面復(fù)習(xí)打下牢固的基礎(chǔ)。
運(yùn)動(dòng)圖象追趕問(wèn)題
一、運(yùn)動(dòng)圖象
用圖像研究物理現(xiàn)象、描述物理規(guī)律是物理學(xué)的重要方法,運(yùn)動(dòng)圖象問(wèn)題主要有:s-t、v-t、a-t等圖像。
1.s-t圖象。能讀出s、t、v的信息(斜率表示速度)。
2.v-t圖象。能讀出s、t、v、a的信息(斜率表示加速度,曲線下的面積表示位移)??梢?jiàn)v-t圖象提供的信息最多,應(yīng)用也最廣。
位移圖象(s-t)速度圖象(v-t)加速度圖象(a-t)
勻速直線運(yùn)動(dòng)
勻加速直線運(yùn)動(dòng)
(a0,s有最小值)拋物線(不要求)
勻減速直線運(yùn)動(dòng)
(a0,s有最大值)拋物線(不要求)
備注位移圖線的斜率表示速度①斜率表示加速度
②圖線與橫軸所圍面積表示位移,橫軸上方“面積”為正,下方為負(fù)
【例1】一個(gè)固定在水平面上的光滑物塊,其左側(cè)面是斜面AB,右側(cè)面是曲面AC。已知AB和AC的長(zhǎng)度相同。兩個(gè)小球p、q同時(shí)從A點(diǎn)分別沿AB和AC由靜止開(kāi)始下滑,比較它們到達(dá)水平面所用的時(shí)間
A.p小球先到
B.q小球先到
C.兩小球同時(shí)到
D.無(wú)法確定
解析:可以利用v-t圖象(這里的v是速率,曲線下的面積表示路程s)定性地進(jìn)行比較。在同一個(gè)v-t圖象中做出p、q的速率圖線,顯然開(kāi)始時(shí)q的加速度較大,斜率較大;由于機(jī)械能守恒,末速率相同,即曲線末端在同一水平圖線上。為使路程相同(曲線和橫軸所圍的面積相同),顯然q用的時(shí)間較少。
【例2】?jī)芍耆嗤墓饣苯菑澒?如圖所示)現(xiàn)有兩只相同小球a和a/同時(shí)從管口由靜止滑下,問(wèn)誰(shuí)先從下端的出口掉出?(假設(shè)通過(guò)拐角處時(shí)無(wú)機(jī)械能損失)
解析:首先由機(jī)械能守恒可以確定拐角處v1v2,而兩小球到達(dá)出口時(shí)的速率v相等。又由題薏可知兩球經(jīng)歷的總路程s相等。由牛頓第二定律,小球的加速度大小a=gsinα,小球a第一階段的加速度跟小球a/第二階段的加速度大小相同(設(shè)為a1);小球a第二階段的加速度跟小球a/第一階段的加速度大小相同(設(shè)為a2),根據(jù)圖中管的傾斜程度,顯然有a1a2。根據(jù)這些物理量大小的分析,在同一個(gè)v-t圖象中兩球速度曲線下所圍的面積應(yīng)該相同,且末狀態(tài)速度大小也相同(縱坐標(biāo)相同)。開(kāi)始時(shí)a球曲線的斜率大。由于兩球兩階段加速度對(duì)應(yīng)相等,如果同時(shí)到達(dá)(經(jīng)歷時(shí)間為t1)則必然有s1s2,顯然不合理??紤]到兩球末速度大小相等(圖中vm),球a/的速度圖象只能如藍(lán)線所示。因此有t1t2,即a球先到。
點(diǎn)評(píng):1、應(yīng)用物理圖象的優(yōu)越性
(1)利用圖象解題可以使解題過(guò)程簡(jiǎn)化,思路更清晰,比解析法更巧妙、更靈活。在有些情況下運(yùn)用解析法可能無(wú)能為力,用圖象法可能使你豁然開(kāi)朗。
(2)利用圖象描述物理過(guò)程更直觀
從物理圖象可以更直觀地觀察出物理過(guò)程的動(dòng)態(tài)特征。當(dāng)然不是所有物理過(guò)程都可以用物理圖象進(jìn)行描述。
(3)利用圖象分析物理實(shí)驗(yàn)
運(yùn)用圖象處理物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是物理實(shí)驗(yàn)中常用的一種方法,這是因?yàn)樗司哂泻?jiǎn)明、直觀、便于比較和減少偶然誤差的特點(diǎn)外,還可以有圖象求第三個(gè)相關(guān)物理量、運(yùn)用圖想求出的相關(guān)物理量誤差也比較小。
2、要正確理解圖象的意義
(1)首先明確所給的圖象是什么圖象。即認(rèn)清圖象中橫縱軸所代表的物理量及它們的函數(shù)關(guān)系。特別是那些圖形相似容易混淆的圖象,更要注意區(qū)分。
(2)要清楚地理解圖象中的“點(diǎn)”、“線”、“斜率”、“截距”、“面積”的物理意義。
①點(diǎn):圖線上的每一個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)研究對(duì)象的一個(gè)狀態(tài),特別注意“起點(diǎn)”、“終點(diǎn)”、“拐點(diǎn)”,它們往往對(duì)應(yīng)一個(gè)特殊狀態(tài)。
②線:表示研究對(duì)象的變化過(guò)程和規(guī)律,如v-t圖象中圖線若為傾斜直線,則表示物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。
③斜率:表示橫、縱坐標(biāo)上兩物理量的比值,常有一個(gè)重要的物理量與之對(duì)應(yīng)。用于求解定量計(jì)算對(duì)應(yīng)物理量的大小和定性分析變化的快慢問(wèn)題。如s-t圖象的斜率表示速度大小,v-t圖象的斜率表示加速度大小。
④面積;圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積常與某一表示過(guò)程的物理量相對(duì)應(yīng)。如v-t圖象與橫軸包圍的“面積”大小表示位移大小。
⑤截距:表示橫、縱坐標(biāo)兩物理量在“邊界”條件下的物理量的大小。由此往往能得到一個(gè)很有意義的物理量。
【例3】一物體做加速直線運(yùn)動(dòng),依次通過(guò)A、B、C三點(diǎn),AB=BC。物體在AB段加速度為a1,在BC段加速度為a2,且物體在B點(diǎn)的速度為,則
A.a(chǎn)1a2B.a(chǎn)1=a2C.a(chǎn)1a2D.不能確定
解析:依題意作出物體的v-t圖象,如圖所示。圖線下方所圍成的面積表示物體的位移,由幾何知識(shí)知圖線②、③不滿足AB=BC。只能是①這種情況。因?yàn)樾甭时硎炯铀俣?,所以a1a2,選項(xiàng)C正確。
點(diǎn)評(píng):本題是根據(jù)圖象進(jìn)行定性分析而直接作出解答的。分析時(shí)要熟悉圖線下的面積、斜率所表示的物理意義。
【例4】螞蟻離開(kāi)巢沿直線爬行,它的速度與到蟻巢中心的距離成反比,當(dāng)螞蟻爬到距巢中心的距離L1=1m的A點(diǎn)處時(shí),速度是v1=2cm/s。試問(wèn)螞蟻從A點(diǎn)爬到距巢中心的距離L2=2m的B點(diǎn)所需的時(shí)間為多少?
解析:本題若采用將AB無(wú)限分割,每一等分可看作勻速直線運(yùn)動(dòng),然后求和,這一辦法原則上可行,實(shí)際上很難計(jì)算。
題中有一關(guān)鍵條件:螞蟻運(yùn)動(dòng)的速度v與螞蟻離巢的距離x成反比,即,作出圖象如圖示,為一條通過(guò)原點(diǎn)的直線。從圖上可以看出梯形ABCD的面積,就是螞蟻從A到B的時(shí)間:s
點(diǎn)評(píng):解該題的關(guān)鍵是確定坐標(biāo)軸所代表的物理量,速率與距離成反比的條件,可以寫(xiě)成,也可以寫(xiě)成,若按前者確定坐標(biāo)軸代表的量,圖線下的面積就沒(méi)有意義了,而以后者來(lái)確定,面積恰好表示時(shí)間,因此在分析時(shí)有一個(gè)嘗試的過(guò)程。
二、追趕問(wèn)題
討論追及、相遇的問(wèn)題,其實(shí)質(zhì)就是分析討論兩物體在相同時(shí)間內(nèi)能否到達(dá)相同的空間位置問(wèn)題。
1.兩個(gè)關(guān)系:即時(shí)間關(guān)系和位移關(guān)系
2.一個(gè)條件:即兩者速度相等,它往往是物體間能否追上、追不上或(兩者)距離最大、最小的臨界條件,也是分析判斷的切入點(diǎn)。
常見(jiàn)的情況有:
(1)物體A追上物體B:開(kāi)始時(shí),兩個(gè)物體相距s0,則A追上B時(shí),必有sA-sB=s0,且vA≥vB。
(2)物體A追趕物體B:開(kāi)始時(shí),兩個(gè)物體相距s0,要使兩物體恰好不相撞,必有sA-sB=s0,且vA≤vB。
3.解題思路和方法
【例5】從離地面高度為h處有自由下落的甲物體,同時(shí)在它正下方的地面上有乙物體以初速度v0豎直上拋,要使兩物體在空中相碰,則做豎直上拋運(yùn)動(dòng)物體的初速度v0應(yīng)滿足什么條件?(不計(jì)空氣阻力,兩物體均看作質(zhì)點(diǎn)).若要乙物體在下落過(guò)程中與甲物體相碰,則v0應(yīng)滿足什么條件?
命題意圖:以自由下落與豎直上拋的兩物體在空間相碰創(chuàng)設(shè)物理情景,考查理解能力、分析綜合能力及空間想象能力.B級(jí)要求.
錯(cuò)解分析:考生思維缺乏靈活性,無(wú)法巧選參照物,不能達(dá)到快捷高效的求解效果。
解題方法與技巧:(巧選參照物法)
選擇乙物體為參照物,則甲物體相對(duì)乙物體的初速度:v甲乙=0-v0=-v0
甲物體相對(duì)乙物體的加速度a甲乙=-g-(-g)=0
由此可知甲物體相對(duì)乙物體做豎直向下,速度大小為v0的勻速直線運(yùn)動(dòng)。所以,相遇時(shí)間為:t=
對(duì)第一種情況,乙物體做豎直上拋運(yùn)動(dòng),在空中的時(shí)間為:0≤t≤
即:0≤≤
所以當(dāng)v0≥,兩物體在空中相碰。
對(duì)第二種情況,乙物體做豎直上拋運(yùn)動(dòng),下落過(guò)程的時(shí)間為:≤t≤
即≤≤。
所以當(dāng)≤v0≤時(shí),乙物體在下落過(guò)程中與甲物體相碰。
【例6】(1999年全國(guó))為了安全,在公路上行駛的汽車之間應(yīng)保持必要的距離.已知某高速公路的最高限速v=120km/h.假設(shè)前方車輛突然停止,后車司機(jī)從發(fā)現(xiàn)這一情況,經(jīng)操縱剎車,到汽車開(kāi)始減速所經(jīng)歷的時(shí)間(即反應(yīng)時(shí)間)t=0.50s,剎車時(shí)汽車受到阻力的大小f為汽車重的0.40倍,該高速公路上汽車間的距離s至少應(yīng)為多少?(取重力加速度g=10m/s2)
解析:在反應(yīng)時(shí)間內(nèi),汽車作勻速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)的距離s1=vt
設(shè)剎車時(shí)汽車的加速度的大小為a,汽車的質(zhì)量為m,有f=ma
自剎車到停下,汽車運(yùn)動(dòng)的距離s2=v2/2a
所求距離s=s1+s2
由以上各式得s=1.6×102m
【例7】在某市區(qū)內(nèi),一輛小汽車在公路上以速度v1向東行駛,一位觀光游客正由南向北從斑馬線上橫過(guò)馬路。汽車司機(jī)發(fā)現(xiàn)游客途經(jīng)D處時(shí),經(jīng)過(guò)0.7s作出反應(yīng)緊急剎車,但仍將正步行至B處的游客撞傷,該汽車最終在C處停下,如圖所示。為了判斷汽車司機(jī)是否超速行駛以及游客橫穿馬路的速度是否過(guò)快,警方派一警車以法定最高速度vm=14.0m/s行駛在同一馬路的同一地段,在肇事汽車的起始制動(dòng)點(diǎn)A緊急剎車,經(jīng)14.0m后停下來(lái)。在事故現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得=17.5m,=14.0m,=2.6m.肇事汽車的剎車性能良好,問(wèn):
(1)該肇事汽車的初速度vA是多大?
(2)游客橫過(guò)馬路的速度是多大?
解析:(1)警車和肇事汽車剎車后均做勻減速運(yùn)動(dòng),其加速度大小,與車子的質(zhì)量無(wú)關(guān),可將警車和肇事汽車做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度的大小視作相等。
對(duì)警車,有vm2=2s;對(duì)肇事汽車,有vA2=2s′,則
vm2/vA2=s/s′,即vm2/vA2=s/(+)=14.0/(17.5+14.0),
故m/s.
(2)對(duì)肇事汽車,由v02=2s∝s得
vA2/vB2=(+)/=(17.5+14.0)/14.0,
故肇事汽車至出事點(diǎn)B的速度為vB=vA=14.0m/s.
肇事汽車從剎車點(diǎn)到出事點(diǎn)的時(shí)間t1=2/(vA+vB)=1s,
又司機(jī)的反應(yīng)時(shí)間t0=0.7s,故游客橫過(guò)馬路的速度
v′=/t0+t1=2.6/(0.7+1)≈1.53m/s。
從上面的分析求解可知,肇事汽車為超速行駛,而游客的行走速度并不快。
點(diǎn)評(píng):本題涉及的知識(shí)點(diǎn)并不復(fù)雜,物理情景則緊密聯(lián)系生活實(shí)際,主要訓(xùn)練學(xué)生的信息汲取能力和分析推理能力。
【例8】(2000年全國(guó))一輛實(shí)驗(yàn)小車可沿水平地面(圖中紙面)上的長(zhǎng)直軌道勻速向右運(yùn)動(dòng).有一臺(tái)發(fā)出細(xì)光束的激光器裝在小轉(zhuǎn)臺(tái)M上,到軌道的距離MN為d=10m,如圖所示.轉(zhuǎn)臺(tái)勻速轉(zhuǎn)動(dòng),使激光束在水平面內(nèi)掃描,掃描一周的時(shí)間為T(mén)=60s.光束轉(zhuǎn)動(dòng)方向如圖中箭頭所示.當(dāng)光束與MN的夾角為45°時(shí),光束正好射到小車上.如果再經(jīng)過(guò)Δt=2.5s,光束又射到小車上,則小車的速度為多少?(結(jié)果保留兩位數(shù)字)
解析:該題為一“追及”的問(wèn)題,有兩種可能解,第一次為物追光點(diǎn),在相同時(shí)間內(nèi),汽車與光點(diǎn)掃描的位移相等,L1=d(tan45°-tan30°),則v1==1.7m/s,第二次為(光)點(diǎn)追物,時(shí)間相同,空間位移相同,L2=d(tan60°-tan45°),可得v2==2.9m/s
三、針對(duì)訓(xùn)練
1.飛機(jī)從一地起飛,到另一地降落,如果飛機(jī)在豎直方向的分速度vy與時(shí)間t的關(guān)系曲線如圖所示(作圖時(shí)規(guī)定飛機(jī)向上運(yùn)動(dòng)時(shí)vy為正),則在飛行過(guò)程中,飛機(jī)上升的最大高度是_____m,在t=2200s到t=2400s一段時(shí)間內(nèi),它在豎直方向的分加速度ay為_(kāi)____m/s2。
2.三個(gè)質(zhì)點(diǎn)同時(shí)同地沿直線運(yùn)動(dòng)的位移圖像如圖所示,則下列說(shuō)法中正確的是()
A.在t0時(shí)間內(nèi),它們的平均速度大小相等
B.在t0時(shí)間內(nèi),它們的平均速率大小相等
C.在t0時(shí)間內(nèi),Ⅱ、Ⅲ的平均速率相等
D.在t0時(shí)間內(nèi),Ⅰ的平均速度最大
3.在一次無(wú)線電測(cè)向比賽中,甲、乙、丙三個(gè)小分隊(duì)從營(yíng)地O同時(shí)出發(fā),沿三條不同的路徑在同一時(shí)刻于A點(diǎn)搜到目標(biāo),如圖,則下列說(shuō)法中正確的是()
①三個(gè)小分隊(duì)的平均速度相同
②三個(gè)小分隊(duì)的平均速率相同
③小分隊(duì)乙的平均速度最小
④小分隊(duì)甲的平均速率最大
A.①②B.①④
C.②③D.③④
4.將物體豎直向上拋出后,如圖所示,如果在上升階段和下落階段所受空氣阻力大小相等,則:
(1)能正確反映物體的速度(以豎直向上作為正方向)隨時(shí)間變化的是()
(2)能正確反映物體的速率隨時(shí)間變化的是()
5.如圖為兩個(gè)物體A和B在同一直線上沿同一方向同時(shí)作勻加速運(yùn)動(dòng)的v-t圖線。已知在第3s末兩個(gè)物體在途中相遇,則物體的出發(fā)點(diǎn)的關(guān)系是
A.從同一地點(diǎn)出發(fā)B.A在B前3m處C.B在A前3m處D.B在A前5m處
6.有兩個(gè)光滑固定斜面AB和BC,A、C兩點(diǎn)在同一水平面上,斜面BC比AB長(zhǎng)(如圖甲所示),下面四個(gè)圖中(如圖乙)正確表示滑塊速率隨時(shí)間t變化規(guī)律的是:
7.兩輛完全相同的汽車,沿水平直路一前一后勻速行駛,速度均為v0,若前車突然以恒定的加速度剎車,在它剛停住時(shí),后車以前車剎車時(shí)的加速度開(kāi)始剎車,已知前車在剎車過(guò)程中所行駛的距離為s,若要保證兩車在上述情況中不相撞,則兩車在勻速行駛時(shí)保持距離至少應(yīng)為多少?
8.汽車在平直公路上以速度v0做勻速直線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)它路過(guò)某處的同時(shí),該處有一輛汽車乙開(kāi)始做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)去追趕甲車.根據(jù)上述的已知多件()
A.可求出乙車追上甲車時(shí)的速度
B.可求出乙車追上甲車時(shí)所走的路程
C.可求出乙車從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到追上甲車所用的時(shí)間
D.不能求出上述三者中的任何一個(gè)
9.兩輛完全相同的汽車,沿水平直路一前一后勻速行駛,速度均為v0,若前車突然以恒定的加速度剎車,在它剛停住時(shí),后車以前車剎車時(shí)的加速度開(kāi)始剎車.已知前車在剎車過(guò)程中所行的距離為s,若要保證兩車在上述情況中不相撞,則兩車在勻速行駛時(shí)保持的距離至少應(yīng)為()
A.sB.2sC.3sD.4s
10.汽車以20m/s的速度沿公路向東行駛,自行車以5m/s的速度在汽車前與汽車同方向勻速運(yùn)動(dòng),當(dāng)汽車與自行車相距44m時(shí)開(kāi)始以大小為2m/s2的加速度剎車,求汽車與自行車何時(shí)何處相遇。
11.A、B兩棒均長(zhǎng)1m,A懸于高處,B豎于地面,A的下端和B的上端相距20m。今A、B兩棒同時(shí)運(yùn)動(dòng),A做自由落體運(yùn)動(dòng),B以初速度20m/s豎直上拋,在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中兩棒都保持豎直。求:兩棒何時(shí)開(kāi)始相遇?相遇(不相碰)過(guò)程為多少時(shí)間?(g=10m/s2)
12.如圖所示,水平軌道上停放著一輛質(zhì)量為5.0×102kg的小車A,在A的右方L=8.0m處,另一輛小車B正以速度vB=4.0m/s的速度向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)離A車,為使A車能經(jīng)過(guò)t=10.0s時(shí)間追上B車,立即給A車適當(dāng)施加向右的水平推力使小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng),設(shè)小車A受到水平軌道的阻力是車重的0.1倍,試問(wèn):在此追及過(guò)程中,推力至少需要做多少功?(取g=10m/s2)
教學(xué)后記
圖象是高考考查的熱點(diǎn)問(wèn)題,有單獨(dú)出現(xiàn)也經(jīng)常和電學(xué),電磁學(xué)結(jié)合出現(xiàn),掌握好常見(jiàn)圖象的分析方法是關(guān)鍵。特別是速度時(shí)間圖象高考中經(jīng)常出現(xiàn),應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生重視。
高考物理第一輪考點(diǎn)復(fù)習(xí)教案10
靜悟?qū)ёx提綱:(七)磁場(chǎng)
【考試說(shuō)明】
磁場(chǎng)
磁場(chǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁感線
通電直導(dǎo)線和通電線圈周圍磁場(chǎng)的方向
安培力、安培力的方向
勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的安培力
洛侖茲力、洛侖茲力的方向
洛侖茲力公式
帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
質(zhì)譜儀和回旋加速器
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅰ
安培力的計(jì)算只限于電流與磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直的情形
洛侖茲力的計(jì)算只限于速度與磁場(chǎng)方向垂直的情形
【知識(shí)網(wǎng)絡(luò)】
1kg/(As2)
(2)對(duì)定義式的理解:
①定義式中反映的F、B、I方向關(guān)系為:B⊥I,F(xiàn)⊥B,F(xiàn)⊥I,則F垂直于B和I所構(gòu)成的平面。
②定義式可以用來(lái)量度磁場(chǎng)中某處磁感應(yīng)強(qiáng)度,不決定該處磁場(chǎng)的強(qiáng)弱,磁場(chǎng)中某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小由磁場(chǎng)自身性質(zhì)來(lái)決定。
③磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量,其矢量方向是小磁針在該處的北極受力方向,與安培力方向是垂直的。
④如果空間某處磁場(chǎng)是由幾個(gè)磁場(chǎng)共同激發(fā)的,則該點(diǎn)處合磁場(chǎng)(實(shí)際磁場(chǎng))是幾個(gè)分磁場(chǎng)的矢量和;某處合磁場(chǎng)可以依據(jù)問(wèn)題求解的需要分解為兩個(gè)分磁場(chǎng);磁場(chǎng)的分解與合成必須遵循矢量運(yùn)算法則。
【例1】有一小段通電導(dǎo)線,長(zhǎng)為1cm,電流強(qiáng)度為5A,把它置于磁場(chǎng)中某點(diǎn),受到的磁場(chǎng)力為0.1N,則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B一定是
A.B=2TB.B≤2TC.B≥2TD.以上情況都有可能
【例1】C
【例2】?jī)筛L(zhǎng)直通電導(dǎo)線互相平行,電流方向相同,它們的截面處于等邊△ABC的A和B處,如圖所示.兩通電導(dǎo)線在C處產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小都是B0,則C處磁場(chǎng)的總磁感應(yīng)強(qiáng)度大小是
A.0B.B0C.
若
等離子體射入,受洛倫茲力偏轉(zhuǎn),使兩極板帶正、負(fù)電,兩極電壓為U時(shí)穩(wěn)定。
電子經(jīng)U加速,從A孔入射經(jīng)偏轉(zhuǎn)打到P點(diǎn),
D形盒內(nèi)分別接頻率為的高頻交流電源兩極,帶電粒子在窄縫間電場(chǎng)加速,在D形盒內(nèi)偏轉(zhuǎn)
【例8】如圖所示,PQ是空間位置固定的兩個(gè)電荷量相等的異種電荷,它們的連線中點(diǎn)為O,MN是中垂線,兩電荷連線與中垂線在紙平面內(nèi),在垂直紙面方向有一磁場(chǎng),中垂線上一不計(jì)重力的帶正電粒子以初速度v0保持沿中垂線運(yùn)動(dòng),則
A.磁場(chǎng)的方向垂直紙面向外
B.帶電粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng),所受洛侖茲力的大小不變
C.帶電粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng),所受洛侖茲力的大小改變
D.帶電粒子做變速直線運(yùn)動(dòng),所受洛侖茲力的大小改變
【例8】C
【例9】如圖所示,厚度為h,寬度為d的導(dǎo)體板放在垂直于它的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)體板時(shí),在導(dǎo)體板的上側(cè)面A和下側(cè)面A′之間會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差,這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng).實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)磁場(chǎng)不太強(qiáng)時(shí),電勢(shì)差U、電流I和B的關(guān)系為U=k,式中的比例系數(shù)k稱為霍爾系數(shù).霍爾效應(yīng)可解釋如下:外部磁場(chǎng)的洛倫茲力使運(yùn)動(dòng)的電子聚集在導(dǎo)體板一側(cè),在導(dǎo)體板的兩側(cè)將出現(xiàn)勻強(qiáng)電場(chǎng),電子將受到靜電力作用.當(dāng)靜電力與洛倫茲力平衡時(shí),兩側(cè)之間就會(huì)形成穩(wěn)定的電勢(shì)差.設(shè)電流I是由電子的定向移動(dòng)而形成的,電子的平均速率為v,電量為e.回答下列問(wèn)題:
(1)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),導(dǎo)體板上側(cè)面A的電勢(shì)______下側(cè)面A′的電勢(shì).(填“高于”、“低于”或“等于”)
(2)所受洛倫茲力的大小為_(kāi)_____.
(3)當(dāng)導(dǎo)體板上、下兩側(cè)面之間的電勢(shì)差為U時(shí),電子所受靜電力的大小為_(kāi)_____.
(4)由靜電力和洛倫茲力平衡的條件,證明霍爾系數(shù)k=1/ne,n代表單位體積中自由電子的個(gè)數(shù).
【例9】(1)低于;(2)F洛=Bev;(3)F電=Bev;(4)k=Ud/IB=
高考物理第一輪考點(diǎn)復(fù)習(xí)教案1
靜悟?qū)ёx提綱:(四)動(dòng)能定理能量守恒定律
【考試說(shuō)明】
機(jī)械能功和功率
動(dòng)能和動(dòng)能定理
重力做功與重力勢(shì)能
功能關(guān)系、機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ
【知識(shí)網(wǎng)絡(luò)】
【考試說(shuō)明解讀】
一、功
1.功的計(jì)算公式W=Fscosα.
說(shuō)明:
⑴式中F是作用在物體上的外力,s是受力物體的位移,α是F與s之間的夾角.
由功的計(jì)算式可知,有力和位移不一定有功(α=90°時(shí),W=0)
⑵當(dāng)F、s、α確定后,某個(gè)力F對(duì)物體做的功有確定的值,與物體的運(yùn)動(dòng)形式(無(wú)論是勻速或變速)無(wú)關(guān),也與物體同時(shí)受到的其他力無(wú)關(guān).
2.正功和負(fù)功
⑴.當(dāng)α<90°時(shí),W>0,力對(duì)物體做正功,此時(shí)力對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)有推動(dòng)作用,此力叫動(dòng)力.
⑵.當(dāng)90°<α≤180°時(shí),W<0,力對(duì)物體做負(fù)功,此時(shí)力對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)起阻礙作用,此力叫阻力,也可說(shuō)成物體克服這個(gè)力做了功.
注意:力(F)和位移(s)都是矢量,功(W)雖然有正負(fù),但功是標(biāo)量。正負(fù)既不表示方向,也不表示大小.只表示力在做功過(guò)程中所起的作用.
二、功率
1.計(jì)算功率的兩個(gè)公式
⑴公式p=W/t:是功率的定義式,算出的是在時(shí)間t內(nèi)力做功的平均功率.
⑵公式P=Fv(F、v在一條直線上):當(dāng)v為瞬時(shí)速度時(shí),算出的是瞬時(shí)功率;當(dāng)v為平均速度時(shí),算出的是一段時(shí)間內(nèi)的平均功率。若F、v不共線,夾角為θ時(shí),P=Fvcosθ.
2.機(jī)車起動(dòng)
⑴以恒定功率起動(dòng),其運(yùn)動(dòng)情況是:變加速(a↓)→(a=0)勻速;
⑵勻加速起動(dòng),其運(yùn)動(dòng)情況是:
勻加速(a恒定,P增大)→額定Pm后,作變加速(a↓)→(a=0)勻速.
【例1】某人用F=100N的恒力,通過(guò)滑輪把物體M拉上斜面,如圖所示,用力F方向恒與斜面成60°,若物體沿斜面運(yùn)動(dòng)1m,他做的功是J。(g取10m/s2)(150J)
三、動(dòng)能定理
1.動(dòng)能:
⑴表達(dá)式:Ek=mv2/2單位:焦耳(J)
⑵理解
①動(dòng)能是狀態(tài)量;②動(dòng)能是標(biāo)量;③動(dòng)能具有瞬時(shí)性,與某一時(shí)刻或位置相對(duì)應(yīng).
④動(dòng)能具有相對(duì)性,對(duì)于不同的參考系,物體速度有不同的瞬時(shí)值,動(dòng)能也就有不同的瞬時(shí)值.在研究物體的動(dòng)能時(shí)一般都是以地面為參考系的.
2.動(dòng)能定理
⑴內(nèi)容:合外力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的增量.?
動(dòng)能定理也可敘述為:合外力對(duì)物體所做的功,等于物體動(dòng)能的增加;物體克服外力所做的功,等于物體動(dòng)能的減少.?
⑵公式:W總=mv22/2-mv21/2
注意:
⑴W總是物體所受各外力對(duì)物體做功的代數(shù)和,特別注意功的正負(fù),也可以先求出合外力,再求合外力的功.
⑵公式等號(hào)右邊是動(dòng)能的增量,是末狀態(tài)的動(dòng)能減初狀態(tài)的動(dòng)能.
⑶不論作用在物體上的力是恒力還是變力,也不論物體是做直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng),動(dòng)能定理都適用.
⑷應(yīng)用動(dòng)能定理解題,一般比應(yīng)用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式解題要簡(jiǎn)便,當(dāng)題設(shè)條件涉及力的位移效應(yīng),或求變力做功問(wèn)題,均優(yōu)先考慮用動(dòng)能定理求解.
【例2】質(zhì)量為m的子彈,以水平速度v射入靜止在光滑水平面上質(zhì)量為M的木塊,并留在其中,下列說(shuō)法正確的是(BD)?
A.子彈克服阻力做的功與木塊獲得的動(dòng)能相等
B.阻力對(duì)子彈做的功與子彈動(dòng)能的減少相等
C.子彈克服阻力做的功與子彈對(duì)木塊做的功相等
D.子彈克服阻力做的功大于子彈對(duì)木塊做的功
四.機(jī)械能守恒定律
1.重力做功的特點(diǎn):
由于重力的方向始終豎直向下,因而在物體運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,重力的功只取決于初、末位置間的高度差,與物體運(yùn)動(dòng)的路徑無(wú)關(guān),即WG=mgh
2.重力勢(shì)能
⑴定義:受重力作用的物體,具有的與它相對(duì)地球的位置有關(guān)的能量叫重力勢(shì)能.
重力勢(shì)能大小的公式為Ep=mgh
⑵注意問(wèn)題
①重力勢(shì)能是地球和物體組成的系統(tǒng)共有的,而不是物體單獨(dú)具有的
②重力勢(shì)能的大小和零勢(shì)能面的選取有關(guān).
③重力勢(shì)能是標(biāo)量,但有正、負(fù)
⑶做功跟重力勢(shì)能改變的關(guān)系:重力做正功,重力勢(shì)能減小;重力做負(fù)功,重力勢(shì)能增加,總之,重力做功等于勢(shì)能增量的負(fù)值,即WG=-△EP.
3.彈性勢(shì)能
⑴定義:物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能.
⑵大?。簭椥詣?shì)能的大小與形變量及勁度系數(shù)有關(guān),彈簧的形變量越大,勁度系數(shù)越大,彈簧的彈性勢(shì)能越大.
4.機(jī)械能守恒定律
(1)內(nèi)容:在只有重力(或彈力)做功的條件下,物體的重力勢(shì)能(或彈性勢(shì)能)和動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化,但機(jī)械能總量保持不變.
(2)公式:Ek+Ep=E′k+E′p或E1=E2或△E=0
(3)機(jī)械能守恒定律成立的條件:
對(duì)單個(gè)物體:只有重力做功,其他力不做功或做功的代數(shù)和為零.
對(duì)系統(tǒng):不僅要看外力功,還要看內(nèi)力功。因?yàn)閮?nèi)力做功也可引起系統(tǒng)機(jī)械能的變化。
【例3】如圖所示,在水平臺(tái)面上的A點(diǎn),一個(gè)質(zhì)量為m的物體以初速度v0被拋出,不計(jì)空氣阻力,求它到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度的大小。(vB=)
五、功能關(guān)系
1.做功使不同形式的能發(fā)生轉(zhuǎn)化;
2.功是能量轉(zhuǎn)化的標(biāo)志和量度;
3.功和能的區(qū)別.
①能是狀態(tài)量,功是過(guò)程量;
②功和能不能相互轉(zhuǎn)化.
4.功是能量轉(zhuǎn)化的標(biāo)志
①重力做功——重力勢(shì)能的改變
②電場(chǎng)力做功——電勢(shì)能的改變
③合外力做功——?jiǎng)幽艿母淖?br>
④彈簧中彈力做功——彈性勢(shì)能的改變
⑤除重力之外的力做功——機(jī)械能的改變
5.功是能量轉(zhuǎn)化的量度
做功的過(guò)程就是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程,做了多少功,就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化,反之轉(zhuǎn)化了多少能量就說(shuō)明做了多少功.
注意:功和能是兩個(gè)密切相關(guān)的物理量,但功和能有本質(zhì)的區(qū)別,功是反映物體間在相互作用過(guò)程中能量變化多少的物理量,是一個(gè)過(guò)程量;能是用來(lái)反映物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量,處于一定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(如速度和相對(duì)位置)的物體就有一定的能量.
功和能的單位相同,在國(guó)際單位制中,都是焦(J).
6.應(yīng)用能量守恒定律解題的步驟
①分清有多少種形式的能(如動(dòng)能、勢(shì)能、內(nèi)能、電能等)在變化;
②分別列出減少的能量和增加的能量的表示式;
③列方程△E減=△E增進(jìn)行求解.
【例4】一物塊從圖所示的弧型軌道上的A點(diǎn),由靜止開(kāi)始滑下,由于軌道不光滑,它僅能滑到B點(diǎn).由B點(diǎn)返回后,僅能滑到C點(diǎn),已知A、B高度差為h1,B、C高度差為h2,則下列關(guān)系正確的是(C)
A.h1=h2
B.h1<h2
C.h1>h2
D.h1、h2大小關(guān)系不確定
六、實(shí)驗(yàn)《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》
1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br>
驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.
2.實(shí)驗(yàn)原理
在只有重力做功的自由落體運(yùn)動(dòng)中,物體的重力勢(shì)能和動(dòng)能互相轉(zhuǎn)化,但總的機(jī)械能守恒,若物體某時(shí)刻速度為v,下落高度為h,恒有:
mgh=mv2/2
故只需借助打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,通過(guò)紙帶測(cè)出重物某時(shí)刻的下落高度h和該時(shí)刻的瞬時(shí)速度,即可驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒.
測(cè)定第n點(diǎn)的瞬時(shí)速度的方法是:測(cè)出第n點(diǎn)相鄰的前、后兩段相等時(shí)間T內(nèi)下落的距離Sn和Sn+1,然后由公式vn=(Sn+Sn+1)/2T或由vn=(dn+1-dn-1)/2T算出(如圖所示).
3.實(shí)驗(yàn)器材
鐵架臺(tái)(帶鐵夾),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,重錘(帶紙帶夾子),紙帶幾條,復(fù)寫(xiě)紙片,導(dǎo)線,直尺,學(xué)生電源.
4.注意事項(xiàng)
1.實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的安裝,兩紙帶限位孔必須在同一豎直線上,以減少摩擦阻力.
2.實(shí)驗(yàn)時(shí),必須先接通電源,讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作正常后才松手讓紙帶重錘下落.
3.打點(diǎn)記時(shí)器必須接交流電源.
4.重錘的選擇應(yīng)是質(zhì)量較大,從而使重力遠(yuǎn)大于下落過(guò)程中所受的阻力,實(shí)現(xiàn)減小實(shí)驗(yàn)誤差的目的.
5.選用紙帶時(shí)應(yīng)盡量挑第一、二點(diǎn)間距離接近2mm的紙帶.
6.計(jì)算下落高度時(shí),都必須從起始點(diǎn)算起。不能搞錯(cuò),為了減小測(cè)量h的相對(duì)誤差,選取的各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)要離起始點(diǎn)遠(yuǎn)一些,但紙帶也不宜過(guò)長(zhǎng),有效長(zhǎng)度可在60cm-80cm內(nèi).
7.因?yàn)閷?shí)驗(yàn)要求第一個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)重錘開(kāi)始下落的時(shí)刻,這就要盡量使每點(diǎn)是清晰小點(diǎn),為此提起紙帶的手要保持不動(dòng),待接通電源,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作后再松開(kāi)紙帶.
8.實(shí)驗(yàn)中,只要驗(yàn)證gh是否等于V2/2即可,不用測(cè)重錘的質(zhì)量.